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编号:10271779
巯甲丙脯酸和倍他乐克对高血压大鼠左心室MHC基因表达的影响.
http://www.100md.com 《中国病理生理杂志》 2000年第8期
     作者:阮红梅 潘敬运

    单位:阮红梅(广州医学院生理教研室, 广东 广州 510182);潘敬运(中山医科大学生理教研, 广东 广州 510089)

    关键词:高血压;肌球蛋白;卡托普利

    中国病理生理杂志000803

    [摘 要] 目的和方法:采用核酸斑点杂交技术,测定双肾双夹(2K2C)肾性高血压大鼠早期左心室肌球蛋白重链(MHC)基因表达的变化,及血管紧张素转换酶抑制剂巯甲丙脯酸和β-受体阻断剂倍他乐克对该变化的影响。结果:2K2C组大鼠术后24 h,左心室α-MHC mRNA水平即有所降低, 72h时明显降低,为对照组的0.48倍(P<0.05);与此相反,2K2C组β-MHC mRNA水平,在术后24h已略有升高,72 h时明显增加,为对照组的2.7倍(P<0.05)。巯甲丙脯酸可抑制2K2C引起的MHC基因表达的改变,而倍他乐克不能阻止该变化。结论:肾性高血压早期,MHC基因表达发生改变,肾素血管紧张素系统可能起重要作用。
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    [中图分类号] R544.1+4 [文献标识码] A

    [文章编号] 1000-4718(2000)08-0681-04

    Effect of captopril and betaloc on the changes in

    expression of MHC of left ventricle in hypertensive rats

    RUAN Hong-mei

    (Department of Physiology,Guangzhou Medical College, Guangzhou 510182, China)

    PAN Jing-yun
, 百拇医药
    (Department of Physiology, Sun Yat-sen University of Medical Sciences, Guangzhou 510089, China)

    [Abstract] AIM:To investigate myosin heavy chain(MHC)gene expression and the effects of captopril and betaloc at an early stage of hypertension. METHODS:Model of hypertension was made by partly narrowing two bilateral renal arteries(2K2C). The rats were divided into four groups at random. (1) control group; (2)2K2C group;(3)captopril group;(4)betaloc group.Levels of α-MHC and β-MHC mRNA were determined by dot-blot. RESULTS:α-MHC mRNA expression were gradual1y reduced in 2K2C group,while β-MHC mRNA expression were increased,and the marked changes were observed at 72h postoperation. Captopril could inhibit the changes in MHC gene expression; but betaloc could not. CONCLUSION: The expression of MHC gene has changed at an early stage of renal hypertensive rat,and renin-angiotensin system may play an important role in this change.
, 百拇医药
    [MeSH] Hypertension; Myosin; Captopril

    肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MHC)基因表型的变化是心肌肥大的重要表现之一。在哺乳动物心室肌中存在两种MHC基因,即α-MHC 基因和β-MHC基因,其表达产物形成3种同型异构体,其中V1型含两条相同的α-MHC链,V3型含两条相同的β链。

    正常成年大鼠以V1型占绝对优势,V3型为胚胎期的主要形式。主动脉缩窄压力超负荷大鼠心室肌由V1型向V3型迁移[1],进而引起心肌细胞功能改变,其机制尚不清楚。本工作用核酸杂交技术,研究双肾双夹(two-kidney two-clip, 2K2C)早期高血压大鼠,左心室MHC基因转录的变化,以及巯甲丙脯酸和倍他乐克的作用,探讨心肌肥大的可能机制。

    材 料 和 方 法
, 百拇医药
    一、实验分组

    雄性SD大鼠体重80~100 g(购自广东省实验动物中心)随机分4组。(一)2K2C组 经戊巴比妥钠麻醉(50 mg/kg,ip),无菌条件下切开腹腔,将银夹(内径0.3 mm)安置于双侧肾动脉起始部,造成双侧肾动脉部分狭窄。(二)巯甲丙脯酸组 手术同2K2C组,术前3 d至实验结束服用巯甲丙脯酸,剂量为100 mg.kg-1.d-1,加至水中饮用,每日新鲜配制。(三)倍他乐克组 手术同2K2C组,术前3 d至实验结束服用倍他乐克,剂量为200 mg.kg-1.d-1,加至水中饮用。(四)对照组 除不上银夹外,其余手术同2K2C组。

    二、平均动脉血压(MAP)和左心室重量测定

    术后24 h、36 h、48 h、72 h,麻醉,称体重,由右颈总动脉插管经压力换能器四导生理记录仪(RM-6000,日本光电厂)测血压。开胸取出心脏,留取左心室(含室间隔)并称重,测定左心室重量/体重比值。
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    三、左心室总RNA提取及α-MHC和β-MHC mRNA水平的测定

    用硫氰酸胍-酚-氯仿一步法[2]提取左心室总RNA,α-MHC和β-MHC探针各含20个核苷酸[3](上海细胞生物学研究所合成),用T4噬菌体多核苷酸酶(Pharmacia Co.产品)在其5’端标记[γ-32P](购自北京福瑞生物工程公司),依方法[4]在液体闪烁计数仪检测counts.min-1,探针比活度达3×l08 counts.min-1.μg-1,探针标记率为40%。各样品取8.0 μg总RNA,采用Dot一blot进行杂交分析[3],放射自显影后,剪下杂交纤维膜上各斑点放入5 mL液闪剂中,作液体闪烁计数。

    四、统计分析
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    每组实验重复3次,数据以±s表示,t检验和方差分析。

    结 果

    一、 平均动脉血压(MAP)和左心室重量/体重比(LVW/BW)

    表1 各实验组术后不同时间MAP的水平

    Tab 1 Characteristics of 2K2C ,captopril and betaloc on MAP after 2K2C(±s,n=6)

    24h

    36h
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    48h

    72h

    Control

    14.28±0.50

    14.17±1.17

    12.75±1.16

    13.11±1.46

    2K2C

    15.42±0.97

    16.31±0.19.

    19.46±4.71. .
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    23.77±1.93. .

    2K2C+captopril

    11.91±1.68

    10.09±1.47

    12.84±1.14

    11.06±0.63

    2K2C+betaloc

    12.56±2.2

    11.43±1.37

    12.17±0.94

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    .P<0.05,. .P<0.01, vs control

    双肾双夹36 h,大鼠动脉血压明显高于假手术组,并持续72 h。巯甲丙脯酸组、倍他乐克组血压术后36 h开始,明显低于2K2C组;在各对应时点,与对照组无显著差异。观察期间(表2),各实验组在不同时点,各实验组LVW/BW比值均接近,无显著差异(P>0.05)。在2K2C组术后24h,36h,48h和72h时,LVW/BW比值与对照组比无明显差异(P>0.05)。

    表2 各实验组术后不同时间LVW/BW的水平

    Tab 2 Characteristics of 2K2C,captopril and betaloc on LVW/BW (×10-3)after 2K2C (±s,n=6)
, 百拇医药
    24h

    36h

    48h

    72h

    Control

    3.37±0.18

    2.92±0.27

    2.89±0.09

    3.37±0.16

    2K2C

    3.68±0.03

    3.44±0.14
, 百拇医药
    4.05±0.40

    4.22±0.20

    2K2C+captopril

    3.34±0.09

    2.88±0.02

    3.34±0.11

    3.43±0.33

    2K2C+betaloc

    3.24±0.21

    4.03±0.07

    4.11±0.19

, 百拇医药     3.92±0.27

    二、 左心室α-MHC和β-MHC mRNA水平的变化

    (一)α-MHC和β-MHC 基因表达的时间过程 在整个实验期间,对照组α-MHC和β-MHC mRNA水平无明显差异(P>0.05)(结果未显示)。2K2C组大鼠在术后24 h,α-MHC表达低于对照组。36 h后,随肾动脉缩窄时间延长,α-MHC mRNA含量逐渐减少,72 h时左心室α-MHC表达水平仅有(243±34.5) counts.min-1,明显低于对照组α-MHC mRNA水平(497.0±23.6) counts.min-1(P<0.05)。与α-MHC 变化相反,2K2C组大鼠左心室β-MHC mRNA水平在术后24h高于对照组,并随肾动脉缩窄时间延长,表达亦越来越强。72 h时,β-MHC 表达水平为(381.7±93.6) counts.min-1,明显高于对照组(141.0±10.4) counts.min-1(P<0.05)(图1)。
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    (二)血管紧张素转换酶抑制剂巯甲丙脯酸(captopril)的作用 2K2C组术后72 h时,左心室α-MHC显著少于对照组。在对应时点,巯甲丙脯酸组左心室α-MHC mRNA水平均高于2K2C组,72 h时有显著差异,为2K2C组的1.45倍(P<0.05);与对照组间无明显差异(P>0.05)。2K2C组大鼠,术后48 h、72 h时,左心室β-MHC表达明显高于对照组,分别达到(257.67±6.7) counts.min-1和(381.7±33.6) counts.min-1。巯甲丙脯酸组大鼠,术后36 h、48 h、72 h, β-MHC表达均少于2K2C组,72 h时为(152.3±7) counts.min-1,有显著差异(P<0.05);与对应时点对照组的β-MHC含量(134.3±17.3) counts.min-1接近(P>0.05)。结果表明,巯甲丙脯酸能够逆转2K2C肾性高血压早期左心室MHC基因表达的改变(图2)。
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    Fig 1 Dot-blot analysis of MHC mRNA levels in 2K2C hypertension rats

    图1 斑点杂交分析2K2C高血压大鼠左心室MHC基因表达

    Fig 2 Dot-blot analysis of effect of captopril on MHC gene expression in 2K2C hypertension rats at 72h post-operation

    图2 斑点杂交分析captopril对2K2C术后72h大鼠左心室MHC基因表达的影响

    (三)β-肾上腺素能受体阻断剂倍他乐克(betaloc)的作用 为进一步探讨2K2C引起MHC基因表型转换的作用机制,大鼠预先服用等效降压作用的降压药倍他乐克,再接受2K2C手术。术后72 h,倍他乐克组α-MHC 表达量为(289.7±31.4) counts.min-1,与2K2C组(257±48.3) counts.min-1水平接近(P>0.05);仍明显低于对照组(406.0±23.5) counts.min-1(P<0.05)。2K2C组术后72 h,β-MHC表达已明显高于对照组(图1);倍他乐克组血压虽然正常,左心室β-MHC mRNA含量仍达(354.7±20.3) counts.min-1,与2K2C组72h时的表达水平(381.7±48.6) counts.min-1相比,无明显差异(P>0.05),但明显高于对照组(141.0±10.4) counts.min-1(P<0.05)。
, 百拇医药
    讨 论

    临床及动物实验早已证实,心肌肥厚伴心功能减退,主要表现为主动张力发生速度和缩短速度下降。随后发现缩短速度的减慢与心肌细胞中肌球蛋白3种同功酶的比例有关。压力超负荷心肌肥厚时,心室肌肌球蛋白由V1型向V3型转换[1],同时伴有收缩速度的改变。近年来,编码α-MHC和β-MHC的基因已被克隆出来,人们有可能从基因水平探讨肌球蛋白同型异构体转换的机制[5]。许多实验证实,大鼠的MHC基因受多因素调控。胚胎期,以β-MHC基因表达为主,出生后不久至成年β-MHC基因被逐渐关闭,α-MHC基因表达占优势。据认为这与出生后甲状腺素水平升高有关[3]。我们在双肾双夹大鼠肾性高血压早期,观察到随着血压升高,左心室α-MHC含量不断下降,β-MHC mRNA含量不断增强。这种基因表型的转换与甲状腺机能低下大鼠相似。另有报道[6]主动脉缩窄压力超负荷大鼠,心室肌α-MHC向β-MHC基因表达转变,而此时血清中T3浓度无明显改变。牵拉培养的心肌细胞也有类似的MHC基因表型转换[7],我们观察到随血压逐渐升高,MHC基因表型转换越明显。因此,2K2C肾性高血压早期MHC基因表型的转换可能是由于压力超负荷造成的。后负荷增加造成心脏压力超负荷是引起MHC基因表达转换的重要原因。我们还观察到,血管紧张素转换酶抑制剂巯甲丙脯酸和β-肾上腺素能受体阻断剂倍他乐克都可防止2K2C血压升高,但巯甲丙脯酸可阻断2K2C造成的MHC基因表型改变,而倍他乐克则无此作用。Baker等[8]在大鼠观察到,RAS参与压力超负荷引起的心肌肥厚。这就提示,2K2C肾性高血压早期,大鼠心室α-MHC基因表达的减弱、β-MHC基因表达增强,除了有压力超负荷的因素外,还有肾素-血管紧张素系统参与。
, 百拇医药
    [基金项目] 国家自然科学基金资助(No. 39170849)

    [参 考 文 献]

    [1] Tanamura A, Takeda N,Lwai T,et a1.Myocardiol contractility and ventricular myosin isoenzymes is influented by cardiac hypertrophy and its regression[J]. Basic Res Cardiol, l993,88(1):72~79.

    [2] Chomczyaski P,Sacch N. Single-step method of RNA isolatlon by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction[J]. Anal Biochem,l987, 162:156~159.
, 百拇医药
    [3] Gustafson TA,Markham BE, Morkin E. Analysis of thyriod hormone effects on myosin heavy chain gene expression in cardiac and soleus muscles using a novel dot-blot mRNA assay[J]. Biochem Biophys Res Commun , l985,130:1161~1167.

    [4] J.萨姆布鲁克,E.F.弗里奇,T.曼尼阿蒂斯著. 金冬雁、黎孟枫等译. 分子克隆(实验指南)[M]. 第2版. 北京:科学出版社,1992. 556~558.

    [5] Morkin E.Regulation of myosin heavy chain gene in the heart[J]. Circulation,1993, 87(5):1451~1460.
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    [6] Lmamura SI,Matsuoka R,Hiratsuka E, et a1.Adaptational changes of myosin heavy chain gene expression and isozyme transition in cardiac overloading[J]. Am J Physiol ,l991,260:H73~79.

    [7] Kaida T,Komuro.I,Yazaki Y. Increased protein synthesis and myosin isoform change in cultured cardiocytes by loading[J].Circulation ,1988, 78~Ⅱ242.

    [8] Baker KM,Cherin MT,Wixon SK,et al.Renin angiotension system involvement on pressure overload cardiac hypertrophy in the rats[J]. Am J Physiol,1990,259: H324~H332.

    [收稿日期] 1999-05-18 [修回日期] 1999-11-24, http://www.100md.com